提高1,4-丁二醇純度的技術分析

王夢沙

(河南能源化工集團 鶴壁煤化工有限公司，河南 鶴壁 458000)

1,4-丁二醇(BDO)在化學產品的研發制造過程中的應用十分普遍。由于各個區域的產能大于下游的需求量，使得BDO的產能大量過剩。要想確保企業產品的品質，務必增強BDO純度技術的使用，運用更優秀的現代化提純技術。需要重視的是，由于目前我國的BDO提純技術時還存在缺陷，要想生產企業實現可持續發展，務必對BDO提純技術展開探討分析。

1 BDO概述

1,4-丁二醇(BDO)為不揮發性的油狀物，會在小于 25 ℃ 時凝結，具有強烈的毒性，一旦沾到損傷的皮膚，最開始會產生麻醉的感覺，造成肝或腎出現特殊的病理變化，接著會因為中樞神經被麻痹導致死亡。因此需要將制造設備密封起來，避免泄漏。施工人員也必須將防護設備穿戴整齊，并且通過鋁、不銹鋼、鍍鋅鐵制品等按照易燃有毒物品的特性進行運輸儲存。其在密封的包裝以及隔熱的情況下可以任意儲存，在自然條件下，不會發生爆炸與自燃，但具可燃性。

2 企業BDO產品純度低的原因

2.1 精餾實效性低

我國部分企業的BDO產品的純度較低，主要原因是因為精餾的實效性不夠高造成的。在BDO的生產過程中，精餾是最關鍵的生產流程之一，主要是把BDO產品放置在精餾設備當中實施分離。用來精餾的設備的關鍵組成要素為：其一是外部構造，涵蓋了硬板、外殼等；其二是內部通流設備，涵蓋產品的流經出入口等；其三是分配儀器，涵蓋了液體、氣體分離器。要想增強精餾的成效，就應該確保填料具備均衡性，這樣不但可以使溫度更加平衡，還可以讓氣液材料更加均衡。調查發現，部分化工企業不關注填料的關鍵作用，并未控制填料的密度。當填料縫隙持續增大，液體就會從其中滲透出來，干擾精餾效果。

在精餾過程中，整個環境會給BDO的精餾質量造成極大的影響，所以化工企業務必優化精餾環境，讓溫度、壓力值一直維持在平穩的范圍內。通常而言，要是精餾的壓力超過標準值，就會給BDO產品的質量造成消極影響，極大的壓力會使得BDO材料的離子處于重構狀態：氣體中體積較大的離子占比降低，體積較小的離子占比增大，而液體中體積較大的離子比重提高，體積較小的離子比重降低，揮發度會隨著離子含量產生很大的改變。壓力增大時，BDO產品的氣相與液相組分發生改變，揮發度顯著上升；而壓力減小，BDO產品的揮發度也會隨之減弱。與此發生相同改變的還有精餾溫度，也會影響到精餾的結果。溫度的改變越快，就會增加其變化幅度從而妨礙精餾效果。從該角度可知，化工企業在BDO產品精餾期間，務必控制精餾的壓力與溫度，然而部分化工企業在具體的精餾期間，并未監控精餾的動態環境，造成精餾效果不佳。

2.2 提純效果較差

我國部分企業BDO產品純度不夠高主要原因還有提純效果不夠好。在制造BDO產品時，通常會形成大量的殘渣，其數量越多，產品的質量就越差。殘渣的排放數量與BDO產品的提純效果存在正比例的關系。部分企業并未使用現代化的提純手段排放BDO產品的殘渣，極大地降低了BDO產品的純度。

在對產品質量進行衡量時，溫度是非常關鍵的指標，其波動會影響到產品的質量。在精餾過程中，只有控制在溫度范圍時，才可以確保BDO維持較高的純度。對部分企業實時監控報表的查看得知：即使具體的操作溫度在設計的范圍當中，然而偶爾產生較大的波動，也會對純度造成影響。

2.3 精餾效果差

1)填料不規整

在精餾期間，填料塔是非常關鍵的傳熱裝置。化工廠使用的是規整填料的空分裝置，它由外殼、塔填料、再分配儀器、噴淋設備等構成。在填料過程中，更高的密合度與規整性能夠讓精餾塔中的氣液分離更平均，從而滿足更佳的精餾性，并且純度也更高。然而，在對現場進行勘查時觀察到原填料的縫隙增加，使得在精餾期間常常會出現溝流、壁流的情況，導致氣液分布不均勻，并且密合不均勻，從而影響精餾效果。

2)壓力與溫度產生波動

精餾期間務必確保壓力平穩。由于全部的操作都在平穩的壓力下實施的，壓力波動會影響產品物料與質量當中的均衡性。要是操作壓力過大，使得氣相中的重組成分濃度減少，輕組成分的濃度增加。液相里的輕組成分變多，以至于氣相與液相的質量比發生改變，組分當中的相對揮發度也隨之變化。同理可知，在壓力增大時也會發生相同的情況。溫度在對產品質量進行衡量時也是非常關鍵的指標，其不穩定會對產品質量造成影響。在精餾期間，務必將溫度限定在一定的范圍之內，才可以確保BDO獲得較高的純度。在設計精餾塔時，溫度范圍為120～140 ℃。檢測實時動態報表時可知：即使具體的操作溫度在設計溫度范圍當中，可偶爾還會產生較大的波動，從而影響純度的優化提升。

3 提高BDO純度的技術

3.1 提升精餾質量

要想避免出現BDO產品純度低現象，需要提升精餾質量。化工企業需要進行這些操作：其一，需要更換化填料。在精餾之前，企業應該先分析精餾塔，按照具體的運作狀態采用恰當的填料。在填料選擇完成之后，應檢測填料的質量。要是BDO產品具有較好的氣液分離性，就能夠把填料投入繼續使用。其二，運用網絡信息技術，對精餾環境展開動態分析。把傳感裝置安裝在精餾環境當中，再與控制線路連接起來。傳感裝置能夠感應到精餾的壓力與溫度，并把實時的數據傳輸給控制中心。只要參數喪失平衡性，傳感裝置就會發出警報聲，控制系統就能立馬采取應急措施。

3.2 優化提純效果

企業要想提高BDO產品的純度，就要優化企業的提純效果。大多數的企業并未運用現代化的新型提純技術處理BDO產品形成的殘渣，從而影響BDO產品的質量。在我國經濟社會的持續的情況下，科學技術水平也得到了發展，現代化的提純工藝技術隨之產生，在此背景下，企業需要將大量的技術資金投入進去，優化提純技術，管理殘渣的有序排放。

具體而言，企業需要完善以下部分：其一，企業需要將優秀的提純工藝引入進來，并招聘更專業的操作人員優化提純技術。通常每噸BDO產品最少都會產生 50 kg 的高沸物排放量。其二，企業需要保證施工計劃的安全可靠，并按照方案中的內容對提純設備進行調整。其三，企業需要采用先進的精餾塔提純BDO產品，讓殘渣的排放量可以滿足每噸 55 kg 的排放量。其四，企業需要將排放出來的殘渣實施回收再利用，從而有效的提高資源利用效率，達到可持續發展的目的。

3.3 提高殘渣提純效果

3.3.1 工藝設計

對于工藝設計中不合理的現象(殘渣排放量較少)，可以在 50 kg/t 基礎上的增大其數量，并合理的將殘渣中的BDO進行回收，增強其提純效果。所以，在技術論證下實施提純與排放措施，安裝殘渣提純裝置，增加閥門的開閉度，增加其排放量至 55 kg/t。利用所排放出來的殘渣實施BDO提純，再將其再次提純后的BDO運輸到塔中實施精餾，合理的提高了殘渣的排放量，并且增強了BDO產品的品質。對排放殘渣當中的BDO進行合理的提純，避免BDO產品出現過多的損失，可以增加裝置的產量。在修訂完工藝指標之后，使得排放量增加后一致維持在 55 kg/t 左右。

3.3.2 更換填料

對于填料塔當中填料不規則的現象，可以通過和填料生產廠家的溝通，并與精餾塔的具體情況相結合，及時有效的將填料進行更換，讓新填料和塔體能夠密切的關聯。填料較高的密合度以及整齊的裝填度能夠將精餾塔中的氣液分離的更加平均，并滿足較好的精餾成效，提高產品的純度。

4 發展建議

在最近幾年當中，許多套剛修建或者改擴建的設備進行產量投入，使得BDO生產水平取得了飛速的進步。預估我國BDO生產能力大于280.0萬t/a時的年總需求量僅為大概70.0萬t。產能極大的增加，加劇了市場的競爭。該行業的供大于求使得供應量過剩，從而進入了微利潤的時代。

炔醛法仍然是我國BDO行業的重點生產技術，后期需要進一步優化目前的生產技術，從而減少生產費用投入，降低給環境造成的影響。正丁烷/順酐法盡管是將來BDO 生產技術的前進方向，可是因為我國在原料上的正丁烷儲備不充分，并且制造成本較高，同時最近幾年對正丁烷/順酐法設備的維護運用率較低，從而妨礙該生產技術在我國的推廣。所以，相關的生產廠家需要合理完善的對正丁烷供應的風險進行考慮，不得盲目前進。在當前設備的基礎上進一步完善，實施技術優化，達到順酐溶液無需分離，通過精制流程就能取得BDO，以減少生產費用，加大市場競爭力。

增加對BDO新應用的開發研究力度，達到生產一體化的目的，主要的開發聚集在聚丁二酸丁二醇酯(PBS)與熱塑性聚酯彈性體橡膠(TPEE) 等環節中，以擴大應用范圍與提高國內產品需求量。國家有關單位需要增強規劃引導，調節結構力度，合理使用節能環保等相應的技術原則嚴格管控準入門檻，優化技術改造，將落后的產能淘汰，防止BDO的重復建設而導致資源浪費。并且需要行業協會帶領企業更加自強自律，禁止價格戰等惡性競爭，推動產業不斷健康發展。

5 結語

總的來說，我國的經濟社會持續進步，使得化學工業也逐漸步入了飛速發展的過程中，在對化學產品進行生產時，BDO十分普遍。就當前而言，BDO的需求量較高，也在國家各種政策的帶領下帶動了該行業的發展，其價格也逐漸上升，在將來的行業當中的增長速度將會降低。由于目前BDO在我國的化工產業中不具備較高的生產純度，在一定程度上影響了化工產業的前進。要想提升我國化工企業在國際上的地位，務必運用合理有效的提高措施，保障BDO產品的質量。